JP6569604B2 - Injection control device - Google Patents
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Description
本発明は、車両に搭載される排気ガスセンサの応答性の診断が可能な噴射制御装置に関する。 The present invention relates to an injection control device capable of diagnosing responsiveness of an exhaust gas sensor mounted on a vehicle.
ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排気ガスには環境に悪影響を及ぼす窒素酸化物(NOx)や粒子状物質(PM)が含まれている。近年、車両にはNOxを浄化するためのシステムが搭載されつつある。このシステムとして、例えば選択還元触媒を利用したSCR(Selective Catalytic Reduction)がある。SCRシステムは、NOxを選択的に還元する、例えば尿素などの還元剤を排気ガス中に供給して排気ガスの浄化を行うものである。 Exhaust gas discharged from an internal combustion engine such as a diesel engine contains nitrogen oxides (NOx) and particulate matter (PM) that adversely affect the environment. In recent years, systems for purifying NOx are being installed in vehicles. An example of this system is SCR (Selective Catalytic Reduction) using a selective reduction catalyst. The SCR system selectively reduces NOx, for example, supplies a reducing agent such as urea into the exhaust gas to purify the exhaust gas.
SCRシステムでは、排気通路にNOxの量を検出するためのNOxセンサが設けられ、検出されたNOxの量に基づいて還元剤の供給量の制御が行われる。NOxセンサやPMセンサなどの排気ガスセンサは、上記した浄化システムの制御のほか、内燃機関の運転状態の制御にも用いられている。換言すれば、排気ガスセンサに出力値に基づいて内燃機関の運転状態の制御や浄化システムの制御が行われるので、排気ガスセンサの出力値には高い信頼性が求められる。 In the SCR system, a NOx sensor for detecting the amount of NOx is provided in the exhaust passage, and the supply amount of the reducing agent is controlled based on the detected amount of NOx. Exhaust gas sensors such as NOx sensors and PM sensors are used for controlling the operating state of an internal combustion engine in addition to the control of the purification system described above. In other words, since the exhaust gas sensor controls the operation state of the internal combustion engine and the purification system based on the output value, high reliability is required for the output value of the exhaust gas sensor.
特許文献1には、排出されるNOxの量が予め規定されたパターンと所定の関係をもつ場合にNOxセンサの応答性を判定する故障診断装置が開示されている。具体的には、この故障診断装置には、排出NOx流量の経時変化の基準としての基準パターンと、NOxセンサによって検出される検出NOx濃度の経時変化の基準としての追従パターンとが予め規定されている。そして、内燃機関が通常運転モードにある場合において、排出NOx流量が基準パターンに対して所定の関係をもって推移したときに、検出NOx濃度が追従パターンと所定の関係をもって推移するか否かを判定することによりNOxセンサの応答性を診断するものである。
しかしながら、特許文献1に記載の故障診断装置および故障診断方法におけるNOxセンサの応答性の診断は、内燃機関が通常運転モードにある場合に限られるものであり、診断の機会を制限する虞がある。
However, the NOx sensor responsiveness diagnosis in the failure diagnosis apparatus and failure diagnosis method described in
また、予め規定される基準パターンおよび追従パターンについて、車両の置かれた環境、例えば環境温度や車速、加速度など、の依存性が高いため、実測の排出NOx流量と基準パターンとの所定の関係、または検出NOx濃度と追従パターンとの所定の関係の有無を判定する際には高精度を求めることができないという問題がある。 In addition, because the reference pattern and the follow-up pattern defined in advance are highly dependent on the environment in which the vehicle is placed, for example, environmental temperature, vehicle speed, acceleration, etc., a predetermined relationship between the actually measured exhaust NOx flow rate and the reference pattern, Alternatively, there is a problem that high accuracy cannot be obtained when determining the presence or absence of a predetermined relationship between the detected NOx concentration and the tracking pattern.
基準パターンおよび追従パターンを複数用意して判定に用いることも考えられるが、パターンが記憶されるRAMあるいはROMの記憶容量を圧迫する虞があるし、実測値とパターンとの所定の関係を演算する際の負荷も大きくなるという問題がある。 Although it is conceivable to prepare a plurality of reference patterns and follow-up patterns and use them for determination, there is a risk of squeezing the storage capacity of the RAM or ROM in which the patterns are stored, and a predetermined relationship between the actually measured value and the pattern is calculated There is a problem that the load at the time also becomes large.
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、内燃機関が通常運転モード以外の状態であっても簡素な構成で排気ガスセンサの診断を実現できる噴射制御装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an injection control device that can realize diagnosis of an exhaust gas sensor with a simple configuration even when the internal combustion engine is in a state other than the normal operation mode.
ここに開示される発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。 The invention disclosed herein employs the following technical means to achieve the above object. Note that the reference numerals in parentheses described in the claims and in this section indicate a corresponding relationship with specific means described in the embodiments described later as one aspect, and limit the technical scope of the invention. Not what you want.
上記目的を達成するために、本発明は、車両に設けられ、
内燃機関における燃料の加圧に供される高圧燃料ポンプ(60)と、
燃料の噴射を制御する制御部(90)と、
排気ガスの流路に設けられ、排気ガスに関する物理量を出力する排気ガスセンサ(80)と、を備える噴射制御装置であって、
制御部は、エンジン回転数が所定値以下の状態が一定期間継続される場合に、
高圧燃料ポンプを制御して燃料を加圧する高負荷モードへ移行し、
高負荷モードへの移行前後において、排気ガスセンサの出力の変化量が所定の閾値以下のときに、排気ガスセンサに異常が有ると判定し、
内燃機関が通常運転モードで駆動しているとき、排気ガスセンサの出力の最大値と最小値との差が所定の閾値以下である場合において、
制御部は、エンジン回転数が所定値以下の状態が一定期間継続されたときに、高負荷モードに移行する。
In order to achieve the above object, the present invention is provided in a vehicle,
A high-pressure fuel pump (60) used for pressurizing fuel in an internal combustion engine;
A control unit (90) for controlling fuel injection;
An exhaust gas sensor (80) that is provided in an exhaust gas flow path and outputs a physical quantity related to the exhaust gas,
When the state where the engine speed is equal to or lower than a predetermined value is continued for a certain period, the control unit
Shift to high load mode to pressurize the fuel by controlling the high pressure fuel pump,
Before and after the transition to the high load mode, when the amount of change in the output of the exhaust gas sensor is below a predetermined threshold, it is determined that there is an abnormality in the exhaust gas sensor ,
When the internal combustion engine is driven in the normal operation mode, when the difference between the maximum value and the minimum value of the exhaust gas sensor output is not more than a predetermined threshold value,
The control unit shifts to the high load mode when the state where the engine speed is equal to or lower than the predetermined value is continued for a certain period .
これによれば、一定期間、エンジン回転数が所定の値以下を維持したときに高圧燃料ポンプを高負荷モードに移行して排気ガスセンサの出力の変化を判定するものである。このため、内燃機関が通常運転モードである、すなわち車両が通常の運転動作をしているという前提に制限されず、排気ガスセンサの診断を行うことができる。 According to this, when the engine speed is maintained at a predetermined value or lower for a certain period, the high pressure fuel pump is shifted to the high load mode to determine the change in the output of the exhaust gas sensor. For this reason, the exhaust gas sensor can be diagnosed without being limited to the premise that the internal combustion engine is in the normal operation mode, that is, the vehicle is operating normally.
また、車両が通常の運転動作をしている場合には排気ガスセンサの診断を行わないのでドライバビリティの低下を抑制できる。 Further, since the exhaust gas sensor is not diagnosed when the vehicle is performing a normal driving operation, a decrease in drivability can be suppressed.
さらに、排気ガスセンサの異常に対する判定は、排気ガスセンサの出力の変化量と所定の閾値とを比較するものであるから、センサ出力と基準パターンや追従パターンとの関係の有無を判定する形態に較べてハードウェアの構成あるいは演算負荷を小規模にすることができる。 Furthermore, since the determination for the abnormality of the exhaust gas sensor is to compare the change amount of the output of the exhaust gas sensor with a predetermined threshold value, it is compared with the mode of determining whether or not there is a relationship between the sensor output and the reference pattern or the tracking pattern. The hardware configuration or calculation load can be reduced.
以上のように、車両が通常の運転動作をしているという前提に制限されず、より簡素な構成で排気ガスセンサの診断を実現することができる。 As described above, the exhaust gas sensor can be diagnosed with a simpler configuration without being limited to the premise that the vehicle is performing a normal driving operation.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の各図相互において、互いに同一もしくは均等である部分に、同一符号を付与する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same reference numerals are given to the same or equivalent parts.
(第1実施形態)
本実施形態における噴射制御装置は、例えばディーゼルエンジン車両に搭載されるコモンレール式の燃料噴射制御装置である。
(First embodiment)
The injection control device in the present embodiment is a common rail fuel injection control device mounted on, for example, a diesel engine vehicle.
最初に、図1を参照して、本実施形態に係る噴射制御装置100の概略構成について説明する。
Initially, with reference to FIG. 1, schematic structure of the
図1に示すように、噴射制御装置100は、燃料の燃焼室となるシリンダ10と、シリンダ10内に燃料を噴射するインジェクタ20と、排気弁31を介してシリンダ10と連結した排気流路30と、インジェクタ20の前段に配置されて燃料を一時的に貯蔵するレール40と、燃料タンク50と、燃料タンク50から燃料を汲み上げてレール40に圧送する高圧燃料ポンプ60と、レール40内に燃料を燃料タンク50に還流させてレール40内の圧力を調整する減圧弁70と、排気流路30を流れる排気ガスに曝露されるように配置されたNOxセンサ80と、制御部90と、を備えている。
As shown in FIG. 1, an
さらに、本実施形態における噴射制御装置100は、排気流路30において排気ガスセンサ80より下流には選択的触媒還元(SCR)装置32と、制御部90に付随して記憶装置91を備えている。
Furthermore, the
シリンダ10は、内部で吸気された空気と後述のインジェクタ20により噴射された燃料とが混合される部分である。空気と燃料はシリンダ10内で着火して膨張し、ピストン11を付勢する。ピストン11はシリンダ10の長手方向に並進運動をし、この並進運動はコンロッド12を介してクランクシャフト13の回転運動に変換される。
The
インジェクタ20は、一般的に知られる燃料噴射装置であり、制御部90の指示を受けて所定のタイミングでシリンダ10内に燃料を噴射する。燃料の噴射量は、噴射に要する時間および燃料の圧力に依存し、一般に、燃料の噴射量が多いほど排気ガスに含まれるNOxおよびPMの量は増加する。
The
排気流路30は、シリンダ10から排気ガス外部に排出する流路である。排気ガスは、シリンダ10内で空気と燃料とが着火して、その爆発のエネルギーがクランクシャフト30の回転運動に変換された後に残留するガスであり、NOxおよびPMが含まれている。排気流路30は排気弁31を介してシリンダ10に連結されており、所定のタイミングで排気弁31が開弁されるとシリンダ10と排気流路30が連通する。これにより、排気ガスはシリンダ10内から排気流路30に向かって移動する。
The
排気ガスはSCR装置32を通過して外部に放出される。SCR装置32により、排気ガスに含まれるNOxの一部は還元されて、H2OやN2などの環境負荷の比較的小さい気体に変化する。選択的還元触媒には例えば尿素を採用することができる。
The exhaust gas passes through the
なお、噴射制御装置100が排気再循環(EGR)の機構を備えている場合には、排気流路30から吸気流路に向かって排気ガスの一部が還流するが、本実施形態ではEGRを省略して説明する。
Note that when the
レール40は、コモンレール式の燃料噴射方式において燃料が貯蔵される容器である。レール40には気筒の数に対応するインジェクタ20が並列に接続されている。レール40内には燃料が高圧で貯蔵されており、レール40内圧が高いほどインジェクタ20に導入される燃料圧も高くなるため、時間あたりの噴射量が多くなる。
The
燃料タンク50は燃料が貯蔵されるタンクである。燃料タンク50は後述の高圧燃料ポンプ60を介してレール40に接続されている。また、高圧燃料ポンプ60を介する経路とは異なる経路で後述の減圧弁70を介してレール40に接続されている。
The
高圧燃料ポンプ60は、燃料タンク50から燃料を汲み上げてレール40に圧送するためのポンプである。高圧燃料ポンプ60の出力を増加するとレール40内の燃料圧が高くなる。レール40内の燃料圧が高くなるとシリンダ10内への燃料の噴射量が増加して排気ガスに含まれるNOxやPMの量も増加する。なお、高圧燃料ポンプ60の出力は制御部90により制御される。
The high-
減圧弁70は、レール40と燃料タンク50とを隔てて配置されている。高圧燃料ポンプ60の出力が一定の下では、減圧弁70が開弁するとレール40内の燃料は燃料タンク50に還流してレール40内の燃料圧が減少する。一方、減圧弁70が閉弁するとレール40内の燃料圧は還流せず、レール40内にとどまる。減圧弁70の開度が大きくなるほど、レール40内の燃料圧を一定に保持するための高圧燃料ポンプ60の出力が大きくなる。例えば、減圧弁70の開度を最大にして高圧燃料ポンプ60の出力を最大にする条件が噴射制御装置100にとって最も高負荷の状態であり、他の条件が一定の条件下では排気ガスに含まれるNOxやPMの量も最大になる。なお、減圧弁70の開度は制御部90により制御される。
The
NOxセンサ80は、特許請求の範囲に記載の排気ガスセンサに相当し、排気流路30に配置されて排気ガスに曝露されている。NOxセンサ80は例えば固体電解質を用いたインピーダンス型のセンサを採用することができる。NOxセンサ80の詳しい構成については省略するが、NOxセンサ80を構成する測定セル内でNOxが還元されることにより発生する電流に基づいてセンサ出力が決定する。すなわち、排気ガスに含まれるNOxの量に依存して出力が変動するようになっている。NOxセンサ80の応答性は測定セルに水分等が蓄積して低下する虞がある。また、NOxセンサ80の温度管理が不良の状態になった場合にも応答性が低下する虞がある。このため、応答性の故障診断が必要となる。なお、NOxセンサ80の出力は制御部90に入力される。制御部90はNOxセンサ80の出力に基づいて内燃機関の運動状態を制御したり、SCR装置32における還元剤の供給量を制御したりする。
The
制御部90は、高圧燃料ポンプ60に接続され、高圧燃料ポンプ60の出力を制御することによってレール40内の燃料圧を制御している。また、制御部90は、減圧弁70に接続され、減圧弁70の開度を制御することによってレール40内の燃料圧を制御している。さらに、制御部90はインジェクタ20に接続されており、所定のタイミングでのインジェクタ20による燃料の噴射を制御している。図1に示すように、制御部90にはエンジン回転数に関する情報が入力されており、エンジン回転数に基づいて内燃機関の運転状態を制御している。
The
また、本実施形態における制御部90はNOxセンサ80の出力が入力されており、そのセンサ出力値に基づいて還元剤の供給量を制御するとともに、NOxセンサ80の故障診断を行う。故障診断の詳しい手順および方法については後述する。
Further, the
また、制御部90は記憶装置91に接続されている。記憶装置91は例えばRAMであり、エンジン回転数やNOxセンサ80における出力などの情報を一時的に保持している。制御部90は記憶装置91から所望の情報を読み出して各種演算に用いる。
The
次に、図2および図3を参照して、本実施形態に係る噴射制御装置100の動作フローについて説明する。
Next, with reference to FIG. 2 and FIG. 3, the operation | movement flow of the
噴射制御装置100の動作フローを説明するにあたり、図2に示すシチュエーションを想定する。
In describing the operation flow of the
すなわち、時刻t1までの間、車両は速度を持って通常の走行を行う。換言すれば、時刻t1に至るまでは内燃機関が通常運転モードで駆動しており、エンジン回転数、排気ガスセンサの出力、高圧燃料ポンプの吐出量(出力)、および減圧弁での流出量(開度)は車両の運転状態に応じて変動している。 That is, the vehicle travels normally at a speed until time t1. In other words, until the time t1, the internal combustion engine is driven in the normal operation mode, the engine speed, the output of the exhaust gas sensor, the discharge amount (output) of the high-pressure fuel pump, and the outflow amount (open) of the pressure reducing valve. Degree) varies depending on the driving state of the vehicle.
時刻t1において、車両が停止する等の状況でエンジン回転数が略一定となり、内燃機関はアイドル状態となる。ここで、アイドル状態とは、エンジンの回転数が所定の閾値以下の状態で維持され、車両の走行に係る負荷が掛かっていない状態である。内燃機関がアイドル状態にあるか否かについては、制御部90がエンジン回転数から判断しても良いし、外部ECUが判断して制御部90にその旨伝達しても良い。
At time t1, the engine speed becomes substantially constant when the vehicle stops, and the internal combustion engine enters an idle state. Here, the idle state is a state in which the engine speed is maintained at a predetermined threshold value or less and no load is applied to the traveling of the vehicle. Whether the internal combustion engine is in an idle state may be determined by the
以下、噴射制御装置100、とくに制御部90の動作フローについて図3を参照して説明する。
Hereinafter, an operation flow of the
制御部90はステップS1を実行する。ステップS1は、車両が通常の走行を行っている状態、すなわち、内燃機関が通常運転モードで駆動している状態において、制御部90がNOxセンサ80の出力の最大値(Vmax)を取得するステップである。Vmaxは通常運転モードにおいて常に更新される。なお、Vmaxは、通常運転モードが終了するごとにリセットされるようになっていても良い。具体的には、運転者によってイグニッションスイッチがオフされて内燃機関が停止する等の条件ではリセットされても良い。Vmaxの値は記憶装置91に記憶される。
The
次いで、制御部90はステップS2を実行する。ステップS2は、内燃機関が通常運転モードで駆動している状態において、制御部90がNOxセンサ80の出力の最小値(Vmin)を取得するステップである。Vminは通常運転モードにおいて常に更新される。なお、Vminも、Vmaxと同様に、通常運転モードが終了するごとにリセットされるようになっていても良い。Vminの値は記憶装置91に記憶される。
Next, the
なお、ステップS1におけるVmaxの取得および更新と、ステップS2におけるVminの取得および更新は、通常運転モードにおいて常時行われているものであるから、互いの実行順序は前後しても良い。 In addition, since acquisition and update of Vmax in step S1 and acquisition and update of Vmin in step S2 are always performed in the normal operation mode, the execution order of each other may be changed.
次いで、制御部90はステップS3を実行する。ステップS3は、制御部90が、NOxセンサ80の出力の最大値Vmaxと最小値Vminとの差(Vmax−Vmin)が所定の閾値である第1閾値Vth1以下であるか否かを判定するステップである。ステップS3は、通常運転モードにおいて定期的に実行される。
Next, the
ここで、Vth1は予め規定された定数である。車両が通常の走行をしているときの高圧燃料ポンプ60の出力、および減圧弁70の開度は、車両を走行させるために噴射制御装置固有の数値範囲を超えて動作する。これに伴って排気ガスに含まれるNOxあるいはPMの量も噴射制御装置固有の数値範囲を超えて発生することになる。本実施形態においては、NOxの量が変動しうる固有の数値範囲に対応するNOxセンサ80の出力が閾値Vth1である。つまり、閾値Vth1は走行試験による実測やシミュレーションによって定めることのできる定数である。
Here, Vth1 is a predetermined constant. The output of the high-
Vmax−Vmin>Vth1の関係を満たせば、ステップS3はNO判定になる。Vmax−Vmin>Vth1の関係を満たすということは、通常運転時のNOxの量の変動に対して、NOxセンサ80の出力が想定通りの変動を示していることを表している。すなわち、NOxセンサ80は正常に動作しているから、噴射制御装置100の動作フローはステップS1に戻る。運転者への報知等も行われない。
If the relationship of Vmax−Vmin> Vth1 is satisfied, step S3 is NO. Satisfying the relationship of Vmax−Vmin> Vth1 indicates that the output of the
一方、Vmax−Vmin≦Vth1の関係を満たせば、ステップS3はYES判定となり、ステップS4に進む。Vmax−Vmin≦Vth1の関係を満たすということは、NOxセンサ80が想定される応答性を示していないことを意味している。つまり、NOxセンサ80の不調が疑われる状態である。
On the other hand, if the relationship of Vmax−Vmin ≦ Vth1 is satisfied, step S3 is YES and the process proceeds to step S4. Satisfying the relationship of Vmax−Vmin ≦ Vth1 means that the
ステップS4は、制御部90が、内燃機関がアイドル状態を一定期間維持しているか否かを判定するステップである。上記したように、アイドル状態とはエンジンの回転数が所定の閾値以下の状態で維持され、車両の走行に係る負荷が掛かっていない状態である。図2においては、時刻t1からアイドル状態が開始されている。
Step S4 is a step in which the
制御部90は、アイドル状態が所定の期間の間継続していればステップS4をYES判定とし、継続しなければNO判定とする。NO判定の場合は、YES判定となるまでステップS4の判定を繰り返し実行する。ステップS4がYES判定の場合にはステップS5に進む。なお、ここで規定される一定期間は任意に設定することができる。図2におけるt2−t1がこの一定期間に相当する。
時刻t1において車両がアイドル状態に移行してから一定期間が経過した後の時刻t2においてアイドル状態が継続されていれば、制御部90はステップS5を実行する。ステップS5は、制御部90が、アイドル状態におけるNOxセンサ80の出力Voffを取得するステップである。
If the idle state is continued at time t2 after a certain period of time has elapsed since the vehicle transitioned to the idle state at time t1,
次いで、制御部90はステップS6を実行する。ステップS6は、制御部90が高圧燃料ポンプ60の出力、すなわち吐出量を増大させるステップである。例えば、高圧燃料ポンプ60の出力を最大にする。これにより、意図的にNOxおよびPMの量を増大させる。
Next, the
次いで、制御部90はステップS7を実行する。ステップS7は、制御部90が減圧弁70の開度、すなわち流出量を増大させるステップである。例えば減圧弁70の開度を全開放とする。レール40からの燃料の流出量が大きくなると高圧燃料ポンプ60による燃料の圧送がより高負荷となる。これにより、意図的にNOxおよびPMの量を増大させる。
Next, the
本実施形態において、ステップS6とステップS7を実行することにより高圧燃料ポンプ60の負荷が高くなっている状態が、特許請求の範囲に記載の高負荷モードに相当する。図2では、時刻t2においてステップS6およびステップS7が実行されている。
In the present embodiment, the state in which the load of the high-
ステップS7の後、NOxおよびPMの量が増大するのでNOxセンサ80の出力が変化するが、NOxセンサ80の応答に要する時間後に、制御部90はステップS8を実行する。なお、NOxセンサ80の応答に要する時間は、NOxセンサ80の仕様により予め規定できる時間であり、NOxセンサ80の出力の立ち上がりが完了するまでの時間である。ステップS8は、制御部90が高負荷モードにおけるNOxセンサ80の出力Vonを取得するステップである。
After step S7, the amount of NOx and PM increases, so the output of the
次いで、制御部90はステップS9を実行する。ステップS9は、制御部90が、高負荷モードへの移行前後における、排気ガスセンサの出力の変化量(Von−Voff)を取得し、所定の閾値である第2閾値Vth2と比較するステップである。具体的には、Von−Voff≦Vth2の関係を満たすか否かを判定するステップである。
Next, the
ここで、Vth2は予め規定された定数である。高圧燃料ポンプ60が低負荷のアイドル状態から高負荷モードに移行すると、NOxセンサ80の出力は、本来想定される変化を生じるはずである。この想定される変化量が第2閾値Vth2であり、閾値Vth2はNOxセンサ80を用いた実測やシミュレーションによって定めることのできる定数である。
Here, Vth2 is a predetermined constant. When the high-
Von−Voff>Vth2の関係を満たせば、ステップS9はNO判定になる。Von−Voff>Vth2の関係を満たすということは、高負荷モードに移行する前後での高圧燃料ポンプ60の負荷の変動に起因するNOxの量の変化に対して、NOxセンサ80の出力が想定通りの変動を示していることを表している。すなわち、噴射制御装置100の動作フローはステップS11に進み、NOxセンサ80は正常に動作していると診断される。運転者への報知等も行われない。
If the relationship of Von−Voff> Vth2 is satisfied, step S9 is NO. Satisfying the relationship of Von−Voff> Vth2 means that the output of the
一方、Von−Voff≦Vth2の関係を満たせば、ステップS9はYES判定となる。Von−Voff≦Vth2の関係を満たすということは、NOxセンサ80が想定される応答性を示していないことを意味している。つまり、NOxセンサ80の不調が疑われる状態である。すなわち、噴射制御装置100の動作フローはステップS10に進み、NOxセンサ80に異常が発生していると診断される。
On the other hand, if the relationship of Von−Voff ≦ Vth2 is satisfied, step S9 is YES. Satisfying the relationship of Von−Voff ≦ Vth2 means that the
なお、本実施形態では、ステップS9による判定は、Von−Voff≦Vth2の関係を、所定のフィルタ時間の間、継続して満たす場合においてYES判定となるように制御されている。図2に示す、時刻t2から時刻t3までの間がフィルタ時間に相当し、ノイズ等によるアンダーシュートによって一時的にVon−Voff≦Vth2の関係を満たしただけでは、ステップS9はYES判定にならない。 In the present embodiment, the determination in step S9 is controlled to be YES when the relationship of Von−Voff ≦ Vth2 is continuously satisfied for a predetermined filter time. The time period from time t2 to time t3 shown in FIG. 2 corresponds to the filter time, and step S9 is not determined to be YES only when the relationship of Von−Voff ≦ Vth2 is temporarily satisfied by the undershoot due to noise or the like.
ステップS10においては、図2に示すように、制御部90が異常フラグをオンにする。異常フラグがオンにされることにより、NOxセンサ80の異常を視覚的あるいは聴覚的な何らかの方法で運転者に報知するようにしても良い。また、クラウドネットワーク等を介して車両の保守事業者等に報知するようにしても良い。
In step S10, as shown in FIG. 2, the
噴射制御装置100は、ステップS10またはステップS11によりNOxセンサ80の故障診断を行い、動作フローを終了する。
The
次に、本実施形態に係る噴射制御装置100を採用することによる作用効果について説明する。
Next, the effect by employ | adopting the
この噴射制御装置100では、NOxセンサ80の具体的な診断動作は、車両がアイドル状態にある場合に実行される。すなわち、アイドル状態において高圧燃料ポンプ60が高負荷モードに移行してNOxの発生量の変動を促し、NOxセンサ80の応答性を診断するものである。
In the
このため、内燃機関が通常運転をしている状態に限定されずにNOxセンサ80の診断を実行することができる。また、診断に必要なNOxの発生量の変化も、ステップS6およびステップS7で規定された所定の負荷増によるものであるから、車両の走行中に不規則に変化するNOx発生量を診断に用いる形態に較べて高精度に診断を実行することができる。また、通常運転中には診断が実行されないから、ドライバビリティの低下を抑制することができる。
For this reason, the diagnosis of the
さらに、NOxセンサ80の出力の変化に対する、NOxセンサ80の異常の有無の判定は、Von−Voffと、定数である第2閾値Vth2の単純な比較であるから、センサ出力と基準パターンや追従パターンとの関係の有無を判定する形態に較べてハードウェアの構成あるいは演算負荷を小規模にすることができる。
Further, the determination of the presence or absence of abnormality of the
以上のように、車両が通常の運転動作をしているという前提に制限されず、より簡素な構成でNOxセンサ80の診断を実現することができる。
As described above, the diagnosis of the
(第2実施形態)
第1実施形態では、車両がアイドル状態の場合に、高圧燃料ポンプ60を高負荷モードに移行させてNOxセンサ80の診断を実行する例を示した。しかしながら、高圧燃料ポンプ60の高負荷モードへの移行は、アイドル状態に限定されるものではない。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the example in which the diagnosis of the
高圧燃料ポンプ60の高負荷モードへの移行は、エンジン回転数が所定の回転数以下の状態を維持していれば実行することができ、例えば車両が惰性運転している場合でも実行できる。ここで、惰性運転とは、車両が、アクセル操作無しに下り坂を走行するときなど、エンジンの動力を車両に伝達せずに走行している状態である。
The transition of the high-
本実施形態における制御部90の動作フローは、図4に示すように、第1実施形態におけるステップS4がステップS12に置換されたフローである。
The operation flow of the
ステップS12は、制御部90が、エンジン回転数が所定の閾値Nth以下の状態を所定の時間(図2にあっては時刻t1〜時刻t2に相当)だけ維持しているか否かを判定するステップである。YES判定およびNO判定の後のフローは第1実施形態と同様であるから、説明を省略する。
Step S12 is a step in which the
本実施形態における噴射制御装置100では、アイドル状態に限らず、エンジン回転数が所定の閾値Nth以下の状態を所定の時間だけ維持した状態で、NOxセンサ80の故障診断を実行することができる。よって、第1実施形態に較べて、NOxセンサ80の故障診断の機会を増加することができる。
In the
(その他の実施形態)
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
(Other embodiments)
The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
上記した各実施形態では、排気ガスセンサとしてNOxセンサ80を例に説明したが、排気ガスセンサとしてPMセンサの診断を行うこともできる。そのほか、高圧燃料ポンプ60の負荷増にともなって出力値が変化するセンサであれば、上記に限定されず診断を実行することができる。
In each of the above-described embodiments, the
また、上記した各実施形態では、通常運転モードにおける排気ガスセンサの出力の最大値Vmaxと、最小値Vminの差(Vmax−Vmin)が第1閾値Vth1以下であることをトリガとして、高圧燃料ポンプ60を高負荷モードに移行させるようにしている。すなわち、通常運転モードにおいて排気ガスセンサの出力に異常が疑われる場合に、ステップS5以降の、具体的な故障診断を実行するようにしている。しかしながら、必ずしもVmax−Vmin≦Vth1の関係を満たすことをトリガとする必要はなく、エンジン回転数が所定値以下の状態が一定期間継続される場合に具体的な故障診断を実行するようにしても良い。つまり、上記した各実施形態においてステップS1〜S3を省略しても良い。
In each embodiment described above, the high-
また、上記した各実施形態では、高負荷モードとして、高圧燃料ポンプ60の出力の増加と、減圧弁70の開度の増加を想定した。しかしながら、高負荷モードでは、高圧燃料ポンプ60の負荷増に起因してNOxの発生量を増加させることができればよいので、減圧弁70の開度の調整は必ずしも必要ではない。減圧弁70の開度の調整を実行しない場合には、図3または図4に示す各ステップのうち、ステップS7を実行しなくとも良い。
In each of the above-described embodiments, as the high load mode, an increase in the output of the high-
10…シリンダ,20…インジェクタ,30…排気流路,32…SCR装置,40…レール,50…燃料タンク,60…高圧燃料ポンプ,70…減圧弁,80…排気ガスセンサ(NOxセンサ,PMセンサ),90…制御部,100…噴射制御装置
DESCRIPTION OF
Claims (6)
内燃機関における燃料の加圧に供される高圧燃料ポンプ(60)と、
前記燃料の噴射を制御する制御部(90)と、
排気ガスの流路に設けられ、前記排気ガスに関する物理量を出力する排気ガスセンサ(80)と、を備える噴射制御装置であって、
前記制御部は、エンジン回転数が所定値以下の状態が一定期間継続される場合に、
前記高圧燃料ポンプを制御して前記燃料を加圧する高負荷モードへ移行し、
前記高負荷モードへの移行前後において、前記排気ガスセンサの出力の変化量が所定の閾値以下のときに、前記排気ガスセンサに異常が有ると判定し、
前記内燃機関が通常運転モードで駆動しているとき、前記排気ガスセンサの出力の最大値と最小値との差が所定の閾値以下である場合において、
前記制御部は、エンジン回転数が所定値以下の状態が一定期間継続されたときに、前記高負荷モードに移行する噴射制御装置。 Provided in the vehicle,
A high-pressure fuel pump (60) used for pressurizing fuel in an internal combustion engine;
A control unit (90) for controlling the fuel injection;
An exhaust gas sensor (80) provided in a flow path of exhaust gas and outputting a physical quantity related to the exhaust gas,
When the state where the engine speed is equal to or lower than a predetermined value is continued for a certain period, the control unit
The high pressure fuel pump is controlled to shift to a high load mode for pressurizing the fuel,
Before and after transition to the high load mode, when the amount of change in the output of the exhaust gas sensor is equal to or less than a predetermined threshold, it is determined that there is an abnormality in the exhaust gas sensor ,
When the internal combustion engine is driven in the normal operation mode, when the difference between the maximum value and the minimum value of the exhaust gas sensor output is not more than a predetermined threshold value,
The said control part is an injection control apparatus which transfers to the said high load mode, when the state whose engine speed is below a predetermined value is continued for a fixed period .
前記制御部は、前記高負荷モードにおいて、前記減圧弁を開放側に制御する請求項1に記載の噴射制御装置。 Furthermore, a pressure reducing valve (70) used for pressure reduction of the fuel is provided,
The injection control device according to claim 1, wherein the control unit controls the pressure reducing valve to an open side in the high load mode.
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